книги / Батушев В. А. - Микросхемы и их применение - 1983

Напряжение питания микросхемы 12 В+10 %.

Микросхемы серии К174 для телевизионной и радиовещательной аппаратуры. Серия состоит из 15 полупроводниковых микросхем.

Наиболее известны среди радиолюбителей микросхемы усилителей мощности К1УС744 (рис. 2.9), К174УН5, К174УН7, К174УН8 и К174УН9. Они выпускаются для различных напряжений питания (от 9 до 18 В) и обеспечивают выходную мощность от 1 до 5 Вт. В микросхеме К174УН9 предусмотрена защита выхода усилителя от перегрузок и коротких замыканий.

В серии имеется микросхема К174УНЗ предварительного усилителя НЧ с коэффициентом усиления напряжения не менее 1400.

Кроме перечисленных в серию входят микросхемы К174УР1 — УПЧЗ, К174УП2 — УПЧИ, К174УРЗ — усилитель-ограничитель с частотным детектором и предварительный усилитель НЧ, К174УП1 — усилитель мощности усилитель яркостного сигнала и устройство для электронной регулировки выходного сигнала и уровня черного, К174АФ1—селектор и генератор строчной развертки, К174АФ4 — устройство для получения R — G — В цветовых сигналов и регулировки насыщенности К174ХА1 — устройство для выделения цветоразностного красного (синего) видеосигнала, К174ХА2 — AM тракт радиоприемника К174ГЛ1 — устройство кадровой развертки.

Рис. 2.10. Варианты применения микросхем серии К174: а — предварительный усилитель НЧ; б — усилитель мощности

На рис. 2.10 показаны варианты применения отдельных микросхем серии К174.

2.4. СЕРИИ МИКРОСХЕМ ДЛЯ МАГНИТОФОНОВ И ЭЛЕКТРОФОНОВ

В промышленных образцах и в любительских конструкциях магнитофонов, электрофонов, магнитол и радиол с успехом могут быть применены некоторые из рассмотренных микросхем, а также операционные усилители (см. § 2.8). Однако в первую очередь для этих целей предназначены серии К237 и К513.

Серия К237 состоит из 10 микросхем, пять из которых являются специфическими для магнитофонов и электрофонов.

Рис. 2.11. Микросхемы усилителей НЧ серии К237

Микросхема К237УН1 (рис. 2.И,а) предназначена для использования в качестве предварительного усилителя

НЧ в магнитофонах, электрофонах и радиоприемниках.

Усилитель выполнен на транзисторах Т2 — Т5 с непосредственными связями. Он рассчитан на совместную работу с двухтактным бестрансформаторным усилителем мощности. Каскад на транзисторе Т: обеспечивает стабилизацию рабочей точки оконечного усилителя. Кроме того, этот каскад может быть использован как эмиттерный повторитель.

Микросхема работает в диапазоне 60 — 10000 Гц (при неравномерности частотной характеристики не более 6 дБ). Входное напряжение 15 — 30 мВ. При нагрузке 6,5 Ом микросхема с усилителем мощности дает выходное напряжение более 1,8 В и выходную мощность не менее 0,5 Вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,3 %. Максимальное выходное напряжение не менее 2,2 В, а максимальная выходная мощность не менее 0,75 Вт.

Напряжение питания 5,6 — 10 В, потребляемая мощность не более 60 мВт.

Микросхема К237УН2 (рис. 2.11,6), как и микросхема К.237УН1, предназначена для создания бестрансформаторных усилителей НЧ магнитофонов, электрофонов, радиоприемников и других устройств. По схеме и принципу действия обе микросхемы аналогичны. Диапазон рабочих частот микросхем К237УН2 50 — 15000 Гц (при неравномерности частотной характеристики не более 6 дБ).

Вместе с усилителем мощности микросхема обеспечивает при номинальном напряжении на входе 25 — 30 мВ выходное напряжение более 3,5 В, а выходную мощность не менее 3 Вт (при сопротивлении нагрузки 3,9 Ом). Коэффициент нелинейных искажений не превышает 1 %. Напряжение питания микросхемы 7,2 — 15 В, потребляемая мощность не более 135 мВт.

Микросхема К237УНЗ (рис. 2.12) представляет собой усилитель записи и воспроизведения для магнитофонов. Усилитель выполнен на шести транзисторах с непосредственными связями. Благодаря имеющимся выводам 1, 2, 3, 11, 12 возможна коррекция частотной характеристики. Значительный запас по усилению позволяет вводить глубокую отрицательную обратную связь с последних каскадов на первые.

Чувствительность усилителя такова, что его можно использовать при записи с микрофонов и звукоснимателей любых типов.

Врежиме записи желательно Совместно использовать микросхему К273УНЗ с оконечным усилителем Записи на микросхеме К273КХЗ.

Полоса воспроизводимых частот 30 — 14000 Гц (при неравномерности характеристики 3 дБ). Коэффициент усиления 1900 — 2500 при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,7 %.

Врежиме записи микросхема обеспечивает уровень шумов относительно выходного напряжения не более

—43 дБ, а в режиме воспроизведения не более — 46 дБ.

Напряжение питания микросхемы 5 В+10 %, потребляемая мощность не более 20 мВт.

Микросхема К237УН5 (рис. 2.13) предназначена для использования в усилителях ПЧ тракта ЧМ. Она выполнена на четырех транзисторах и при входном напряжении Л мВ на частоте 10,7 МГц обеспечивает усиление 120 — 210.

Напряжение питания микросхемы 5 — 10 В, потребляемая мощность не более 50 мВт.

Микросхема К237ХК1 (рис. 2.14,а) предназначена для создания усилителя ВЧ (с регулируемым коэффициентом усиления) и преобразователей частоты в AM трактах радиоприемников. Усилительная часть микросхемы выполнена на транзисторе Гь Он может работать как на резонансную, так и на апериодическую нагрузку. Через внешние компоненты ВЧ колебания подают на балансный смеситель.

Гетеродин микросхемы для упрощения коммутации в многодиапазонных устройствах выполнен на транзисторах Г4 и Т5 по схеме с отрицательным сопротивлением. Для стабилизации амплитуды колебаний использован транзистор Т3. Подключение контура гетеродина показано на рис. 2.16,5. Напряжение гетеродина подается на эмиттеры транзисторов Т2 и Т6 через резисторы R3 и Rg. Транзистор T4 существенно ослабляет

влияние смесителя на контур гетеродина, что способствует повышению стабильности частоты гетеродина. Напряжение гетеродина на частоте 15 МГц составляет 300 — 450 мВ.

Рис. 2.14. Универсальные микросхемы серии К237

Смеситель выполнен по балансной схеме на транзисторах Т3 к Т6. При хорошей симметрии первичной обмотки выходного трансформатора смеситель обеспечивает надежное подавление напряжения гетеродина на выходе преобразователя.

Микросхема имеет диапазон рабочих частот 0,15 — 15 МГц. Коэффициент усиления в режиме преобразования 150 — 350. На частоте 15 МГц по отношению к нижней границе частотного диапазона коэффициент усиления уменьшается не более чем на 5 дБ. На ча-етоте 150 кГц коэффициент шума не более б дБ.

Напряжение питания 3,6 — 10 В, потребляемая мощность не более 25 мВт.

Микросхема К237ХК.2 (рис. 2.14,0) предназначена для усиления и детектирования сигналов ПЧ в радиоприемных устройствах, не имеющих УКВ диапазона, а также для усиления напряжения АРУ.

Широкополосный усилитель ПЧ состоит из регулируемого усилителя на транзисторе Т1 и апериодического усилителя на транзисторах Т4—Т6. Усиленный сигнал поступает на детектор AM сигналов, выполненный на составном транзисторе T1 — T8. Низкочастотный сигнал с резистора R19, включенного в эмиттерную цепь, подается через внешний фильтр на предварительный усилитель НЧ, а также через резистор R16 на базу транзистора Т3, входящего в усилитель АРУ. Усиленное напряжение АРУ снимают с эмиттера транзистора Т2 (вывод 13). Изменение напряжения на эмиттере транзистора Т2 вызывает изменение напряжения питания транзистора Т1, а следовательно, и его усиления. На частоте 45G кГц коэффициент усиления усилителя ПЧ составляет 1200 — 2500. При входном напряжении 300 мкВ (при частоте модулирующего сигнала 400 Гц и глубине модуляции 80 %) коэффициент нелинейных искажений не превышает 3 %. Если входной сигнал изменяется от 0,05 до 3 мВ, изменение выходного напряжения не превышает 6 дБ. Напряжение на выходе системы АРУ при отсутствии входного сигнала 3 — 4,5 В.

Напряжение питания 3,6 — 10 В, потребляемая мощность не более 35 мВт.

Микросхема К237ХКЗ (рис. 2.14,в) представляет собой усилитель с выпрямителем для индикатора уровня записи и оконечный усилитель магнитной записи.

Рис. 2.15. Микросхема К237ГС1

Рис. 2.16. Варианты применения микросхем серии К237:

а — усилитель НЧ; б — предварительный усилитель НЧ; в — усилитель записи и воспроизведения магнитофона; г — генератор тока стирания и подмагничивания со стабилизатором напряжения; д — блок ВЧ; е — усилитель ВЧ с детектором и усилителем АРУ

Оконечный апериодический усилитель выполнен на транзисторах Т1 — T3 В микросхеме предусмотрена возможность коррекции частотной характеристики с помощью внешних компонентов. Коэффициент нелинейных искажений усилителя не превышает 0,6 %. На транзисторе Г4 выполнен выпрямитель индикатора записи по схеме с разделенной нагрузкой. Для сглаживания пульсаций параллельно индикатору подключают электролитический конденсатор большой емкости.

Напряжение питания микросхемы 5 В +10 %, потребляемая мощность не более 22 мВт.

Микросхемы К237ХК5 (рис. 2.14,г) и К237ХК6 (рис. 2.14,5) предназначены для радиоприемника с УКВ диапазоном. Первая из микросхем позволяет создать усилитель ВЧ с коэффициентом усиления 10 — 25 и преобразователь, а вторая — усилитель ЧМ сигналов ПЧ 10,7 МГц и детектор.

Для обеих микросхем напряжение питания 5 — 10 В, а потребляемая мощность не более 80 мВт. Микросхема К237ГС1 (рис. 2.15) предназначена для создания генератора тока стирания и подмагничи-вания

и стабилизатора напряжения питания магнитофона.

Генератор тока стирания и под-магничивания выполняют на транзисторах Т1 и Т2 по двухтактной трансформаторной схеме (рис. 2.16.г). Стабилизатор напряжения построен по компенсационной схеме на транзисторах T3 — T1. Благодаря наличию выводов 4 — 6 существует возможность регулирования значения стабилизированного напряжения.

Рис. 2.17. Истоковый повторитель серии К513

При использовании магнитных головок типов УГ-9 и СГ-9 генератор настраивают на частоту 55 кГц. Он обеспечивает ток стирания не менее 80 мА, а ток подмагничивания 0,7 — 1,5 мА. Микросхема позволяет получить градацию стабилизированных напряжений от 4 до 6 В. Максимальный ток стабилизации не менее 25 мА. Напряжение питания 6 — 10 В, потребляемая мощность не более 320 мВт.

На рис. 2.16 приведены примеры использования отдельных микросхем серии К237. Серия К513 состоит из трех модификаций истокового повторителя К513УЕ1 (рис. 2.17).

Он предназначен для работы в аппаратуре магнитной записи в качестве предварительного усилителя при использовании злек-третных конденсаторных микрофонов. Истоковый повторитель позволяет согласовать высокое выходное сопротивление электретного микрофона с низким входным сопротивлением усилителя.

Диапазон рабочих частот повторителя (20 — 20000 Гц), т. с. шире, чем у отечественных электретных микрофонов МКЭ-2, МКЭ-3. Неравномерность частотной характеристики не более 3 дБ. Коэффициент нелинейных искажений менее 1%. Приведенное к входу напряжение шума в полосе частот 20 — 20000 Гц не более 12 мкВ. Выходное сопротивление менее 150 Ом. Модификации А, Б и В микросхемы различаются по крутизне характеристики транзистора (более 0,1, 0,2 и 0,25 мА/В).

На частоте 1 кГц коэффициент передачи повторителя в режиме холостого хода не менее 0,12.

2.5. СЕРИИ МИКРОСХЕМ ДЛЯ ЛИНЕЙНЫХ И ИМПУЛЬСНЫХ УСТРОЙСТВ

Промышленностью освоена широкая номенклатура серий микросхем, предназначенных для создания линейных и импульсных устройств различного назначения.

Это в первую очередь серии К101, КП8, КИ9, К122, К124, К162, К218, К228, К249, К722.

Рис. 2.18. Микросхемы серии К122

Микросхемы серий КИ8, К122 и К722 для линейных и пороговых устройств. Серии КИ8, К122 и К722

близки по составу и различаются конструктивным оформлением микросхем. Для этих серий характерна

универсальность входящих в их состав микросхем. Рассмотрим схемотехнические особенности некоторых из них.

Микросхема К122УД1 является однокаскадным дифференциальным усилителем постоянного тока, принципиальная схема которого показана на рис. 2.18,а.

Основу усилителя составляют транзисторы Т} и Т2 с идентичными параметрами. Совместно с равными по сопротивлению резисторами Ri и Ri эти транзисторы образуют сбалансированную мостовую схему. В идеальном случае напряжение на диагонали моста между выводами 5 и 9 при отсутствии входного сигнала должно быть равно нулю.

Одно из важнейших достоинств дифференциальных усилителей заключается в том, что балансировка моста не нарушается и в случае синфазного воздействия на выводы 4 и 10. Обычно появление синфазного сигнала объясняется наличием наводок или других помех. Они вызывают одинаковые по амплитуде и фазе изменения напряжений на входах обоих транзисторов, а следовательно, и идентичные изменения токов через них. В результате напряжение между выводами 5 и 9 не претерпевает изменений, что свидетельствует о подавлении синфазной помехи.

Полезный сигнал обычно подается на дифференциальный вход между базовыми выводами транзисторов Т}

иТ2. В этом случае входные сигналы обоих транзисторов равны по амплитуде и противоположны по фазе. Изменение тока коллектора одного из транзисторов сопровождается противофазным изменением тока второго транзистора. Как следствие, появляется и меняется в соответствии с сигналом разность напряжений между коллекторами транзисторов дифференциальной пары (выводы 5 и 9).

Кроме работы на симметричный выход микросхема К122УД1 может использоваться и с несимметричным выходом. При этом несколько ухудшается подавление синфазной помехи.

Важным элементом большинства интегральных дифференциальных усилителей является токостабилизирующий двухполюсник (генератор то-ка), подобный тому, который выполнен в рассматриваемой

микросхеме на транзисторе Т3 и включен в общую эмит-терную цепь транзисторов Т1 и Т2. Двухполюсник играет важную роль в обеспечении подавления синфазной помехи и заменяет вы-сокоомный резистор, создание которого в полупроводниковых микросхемах вызывает ряд затруднений.

Если токостабилизирующий двухполюсник идеален, т. е. имеет бесконечное дифференциальное сопротивление, то воздействие синфазной помехи вызывает только приращение потенциала эмиттеров

Транзисторов TI и Т2. При этом токи и потенциалы их коллекторов не изменяются. Если же токостабилизирующий двухполюсник не идеален, то приращение потенциала эмиттеров транзисторов TI и Т2 сопровождается приращением токов и потенциалов их коллекторов, т. е. появлением синфазной составляющей на выходе усилителя. При некоторой несимметрии плеч дифференциальной пары это приведет и к возникновению паразитной дифференциальной составляющей выходного напряжения. Таким образом, внутреннее дифференциальное сопротивление токостабилизирующего двухполюсника должно быть как можно больше.

Режим транзистора токостабилизирующего элемента определяется резистором R3 и делителем базового смещения, образованным резисторами R6, R4 и R5, а также транзистором Т4 в диодном включении. Транзистор T4 применен для стабилизации тока транзистора Т3 при изменении температуры.

Изменением потенциала на базе транзистора Т3 (для этого можно использовать выводы 8, 11 или 12) достигают изменения динамического диапазона усилителя, а также входного сопротивления.

Микросхему К122УД1 выпускают в трех модификациях (А, Б и В). Они различаются по значению питающего напряжения (±4В±10% и ±6,ЗВ±10%), минимальному коэффициенту усиления (15 и 24), входному сопротивлению (6 и 3 кОм), входному току (10 -и 20 мкА) и по другим параметрам.

Микросхема К122УН1 (рис. 2.18,6) — двухкаскадный усилитель переменного тока. Ее выпускают в пяти модификациях, различающихся напряжением питания (6,3 В±10% и 12,6 В±10%), минимальным коэффициентом усиления (от 250 до 800 на частоте 12 кГц и от 30 до 50 на частоте 5 МГц) и постоянным напряжением на выходе (2,4 — 3,8 В для модификаций А и Б, 7,0 — 9,6 В для остальных). Входное сопротивление 2, выходное сопротивление 1,2 — 3 кОм.

Каскад на транзисторе Т1 выполнен по схеме ОЭ. Транзистор Т2 может быть использован как в схеме ОЭ, так и в схеме ОК. Через резисторы Rt и Ra транзисторы охвачены отрицательной обратной связью, определяющей и стабилизирующей режимы по постоянному току. Для устранения обратной связи по переменному току достаточно подключить конденсатор большой емкости к выводам 5 или 11. Выводы 3 и 11 используют для соединения микросхемы с резистивными или емкостными элементами, меняющими или полностью устраняющими последовательную обратную связь в каждом каскаде, реализующими новые цепи обратной связи позволяющими регулировать режим транзисторов по постоянному току и т. д. Вывод 10 предусмотрен для подключения фильтрующих или корректирующих конденсаторов.

Взависимости от схемы включения транзистора Т2 роль нагрузки могут выполнять резисторы R7 (в схеме ОК) или R5 (в схеме ОЭ), а также внешние элементы.

Микросхема К122УН2 (рис. 2.18,е) представляет собой трех-каскадный усилитель с каскодным соединением

транзисторов Г2 и Т3. Включенный по схеме ОЭ транзистор T1 охвачен обратной связью по напряжению через резистор R1.

Транзистор T1 может служить для усиления или для создания необходимого режима работы транзисторов Т2

иТ3 по постоянному току. Вывод 4 можно использовать для подачи сигнала, если для усиления использовать

только транзисторы Т3 и Т2, или для подключения цепи АРУ. В последнем случае благодаря наличию в схеме резистора R4 изменение регулирующего напряжения не окажет заметного влияния на входное сопротивление усилителя и на форму его частотной характеристики. Подключением к выводу 11 конденсатора большой емкости обеспечивают заземление базы транзистора Т3 по переменной составляющей.

Микросхема может использоваться как с внутренней нагрузкой (резистор Rs), так и с различными по характеру внешними нагрузками, включаемыми между выводами 7 и 9.

Выпускают три модификации (А, Б, и В) микросхемы К122УН2 с коэффициентом усиления на частоте 12 кГц не менее 15, 25 и 40 и напряжением питания 4 В±10% (А) или 6,3 В ±10% (Б, В). ~

Серии КН8 и К722 содержат кроме усилительных микросхем видеоусилитель и триггер Шмитта, выпускаемые в нескольких модификациях.

Видеоусилители обеспечивают напряжение на выходе 55 или 11 В при коэффициенте усиления на частоте 12 кГц от 900 до 2000. Напряжение питания 6,3 В ±10% или 12,6 В +10 %

Модификации триггера Шмитта различаются по питающему напряжению (±3 В ±10%, ±4 В ±10%, ±6,3 В ±10%) пи входному току (20 и 40 мкА), а также по уровням входного и выходного напряжений.

Микросхемы серий КП9, К218 и К228 для линейных и импульсных устройств. Серия микросхем КН9 включает в себя два усилителя НЧ с коэффициентом усиления 2 — 5 (КН9УН1) и 7—13 (КП9УН2) на частоте 10 кГц и с верхней граничной частотой 100 кГц; дифференциальный усилитель (К119УТ1) с коэффициентом усиления 3 — 5 и рабочим диапазоном частот 5 Гц—200 кГш эмиттерный повторитель КИ9УЕ1, обеспечивающий на частоте 1 кГц коэффициент передачи не менее 0,7; видеоусилитель КП9УИ1 для усиления импульсов отрицательной полярности с длительностью от 0,3 до 500 мкс, имеющий на частоте 10 кГц коэффициент передачи 4 — 10; мультивибратор с самовозбуждением КП9ГП вырабатывающий импульсы с длительностью 7 — 25 икс и с амплитудой не менее 1,2 В; регулирующий элемент АРУ КН9МА1 с коэффициентом ослабления 2 — 8; детектор АРУ К119ДА1 с рабочим диапазоном частот 5 Гц — 40 кГц и с коэффициентом передачи на частоте 10 кГц не менее 0,6; линейный пропускатель КН9СВ1 с коэффициентом передачи не менее 0,65; чувствительный триггер Шмитта КН9ТЛ1 с порогами срабатывания и отпускания 0±0,1 В, а также коммутатор КН9КП1, активные элементы схем частотной селекции КН9СС1 и КН9СС2, диодный мост К119ПП1 и элемент блокинг-генератора КН9АГ1.

Для питания микросхем серии используются напряжения ±3, ±6,3, 12В с допуском ±10 %.

Серия К218 состоит из трех импульсных усилителей (К218УИ1 — К218УИЗ), усиливающих импульсы любой полярности длительностью 0,3 — 500 мкс с коэффициентом передачи не менее 3; двух эмиттерных повторителей К218УЕ1 и К.218УЕ2 (положительной полярности и биполярного), предназначенных для передачи импульсов длительностью 0,3 — 1,5 мкс с коэффициентом передачи более 0,8; усилителя ПЧ К218УР1 с частотным диапазоном 22,5 — 37,5 МГц и с коэффициентом усиления не менее 7; автоколебательного мультивибратора К218ГГ1 с амплитудой выходных импульсов более 3 В при частоте следования от 50 Гц до 0,6 МГц; ждущего мультивибратора К218АГ1, работающего при амплитуде входных импульсов 2,5

— 6 В (отрицательной полярности), следующих с частотой менее 250 кГц; детектора радиоимпульсов К218ДА1 с линейным участком амплитудной характеристики не менее 400 мВ и с коэффициентом передачи на несущей частоте 30 МГц от 0,5 до 1; триггера с комбинированным запуском К218ТК1. Напряжение питания микросхем серии К218 6,3 В ±10 %.

Серия К228 существенно дополняет серию К218.

Микросхемы этих серий согласованы по стыковочным параметрам и напряжению питания. Они имеют единое конструктивное оформление.

В состав серии К228 входят: три усилителя (универсальный К228УВ1, каскодный К228УВЗ и регулируемый К228УВ2) с верхней граничной частотой 60 МГц и с крутизной характеристики на этой частоте не менее 7,5 мА/В (причем регулируемый усилитель обеспечивает возможность изменения крутизны в пределах 40 дБ); балансный усилитель К228УВ4 с крутизной вольт-амперной характеристики более 5 мА/В на частоте 5 МГц, обеспечивающий разбаланс на выходе менее 3 дБ; устройство сравнения токов К228СА1 с током срабатывания не более 20 мкА; диодный ключ К228КН1, обеспечивающий отношение выходных напряжений в состояниях «Открыто» и «Закрыто» не менее 100; два диодно-рези-сторных декодирующих преобразователя К228ПП1 и К228ПП2 с управляющими напряжениями +1 и — 1 В, а также комбинированная диодно-резистивная матрица К228НК1 и конденсаторная сборка К228НЕ1 из пяти конденсаторов по 12000 пФ.

Для питания микросхем серии К228 используется напряжение ±6,3 В ±10%.

Микросхемы прерывателей и ключей. Серии К101, К124, К162, К743 составлены из микросхем, предназначенных преимущественно для коммутации слабых сигналов постоянного и переменного токов. В качестве прерывателей они применяются в разрядных ключах, преобразователях код-аналог, аналог-код и т. д.

Каждая микросхема представляет собой два идентичных n-p-n (К101, К743) или р-n-р (К124, К162) транзистора, объединенных в последовательный структурно-компенсированный ключ Как показано на примере микросхемы К101КТ1 (рис. 2.19), коммутируемую цепь подключают к эмиттерным выводам транзисторов (вы воды 3 и 7), а управляющий сигнал подают между коллекторами и базами обоих транзисторов.

Рис. 2.19. Микросхема К101КТ1 (а) и варианты ее использования: прерыватель (б), модулятор (в), составной транзистор (г)

На практике необходимо, чтобы транзисторный ключ имел возможно меньшее значение остаточного напряжения. В микросхемах рассматриваемых серий это достигается, во-первых, в результате выполнения транзисторов в едином технологическом цикле с идентичными параметрами, а во-вторых, в результате инверсного вклю чения транзисторов. Остаточные напряжения обоих транзисторов направлены встречно, взаимно компенсируясь, что и позволяет коммутировать весьма слабые сигналы.

Дополнительная регулировка остаточного напряжения возмож на с помощью переменного резистора, включаемого в колчекторную цепь. Такая схема может найти применение даже в высококачественных ключах эталонных напряжений. При этом следует помнить, что чем больше регулировочное сопротивление, тем уже диапазон переключаемых токов, в котором проявляются достоинства схемы.

Микросхемы прерывателей находят применение и в других электронных устройствах. В табл. 2.5 приведены основные параметры интегральных прерывателей.

Таблица 2.5

Серия 249 состоит из одной микросхемы 2КЭ491, выпускаемой в четырех модификациях (А — Г). Микросхема содержит два опто-электронных ключа (рис. 2.20,а). Каждый из ключей состоит из светодиода и фототранзистора. Особенности таких устройств — гальваническая развязка входной и выходной цепей и однонаправленность передачи сигналов. Для подобных оптоэлектронных ключей характерно сопротивление изоляции, превышающее 108 — 1014 Ом. Практически идеальная развязка обеспечивает ряд возможностей, не реализуемых в чисто электронных устройствах. Например, с помощью низких напряжений можно управлять высоковольтными цепями, можно связать цепи, работающие из раз-личных частотах, и т. д. Применение оптоэлектронных ключей способствует значительному улучшению помехозащищенности устройств, так как оптические связи разрывают цепи проникновения помех. Еще одно достоинство оптоэлектронных ключей — возможность их совместной работы практически со всеми логическими микросхемами.

Ключ на микросхеме 2КЭ491 может работать на двухпроводную линию (в режиме «оторванной» базы). Если необходимо обеспечить высокое быстродействие, такой режим неприемлем и целесообразно включить резистор параллельно эмиттерному переходу.

Это приведет к уменьшению времени рассасывания заряда в базе фототранзистора при выходе из режима насыщения. Например, подключение резистора с сопротивлением 3,9 кОм сокращает время выключения вдвое.

Коэффициент передачи тока любого из ключей не менее 0,5 для микросхем модификаций А и В и не менее

0,3 для микросхем Модификаций Б и Г.

Рис. 2.20. Оптоэлектронный ключ (а) и зависимости его параметров от температуры (б)

Время нарастания и спада с учетом времени задержки не более 3 мкс при нагрузке 100 Ом. Напряжение насыщения фототранзистора не более 0,3 В при коллекторном токе 3 мА для микросхем модификаций А и В и при коллекторном токе 2 мА—для остальных. Напряжение на светодиоде 1,1 — 1,3 В при прямом токе 10 мА. Проходная емкость менее 5 пФ. У оптоэлектронных ключей 2КЭ491 максимальное остаточное напряжение на отдельном фототранзисторе не превышает 1 мВ. Это позволяет при встречно-параллельном включении получать остаточное напряжение менее 0,2 мВ.

Импульсные характеристики оптоэлектронных ключей существенно зависят от температуры. На рис. 2.20,6 показаны температурные зависимости времени задержки нарастания выходного тока (кривая 1), времени нарастания импульса тока (кривая 2), времени задержки спада импульса тока (кривая 3) и времени спада импульса тока (кривая 4).

Микросхему 2КЭ491 применяют преимущественно в качестве прерывателя. Кроме того, она может быть использована для модуляции аналоговых сигналов, для управления мощными транзисторами и т. д. Фототранзисторы микросхемы можно включить по схеме составного транзистора и обеспечить коэффициент усиления тока до 100.

Большие перспективы открывает применение пар «светодиод—фототранзистор» в дифференциальных усилителях. В [1] показано, что в таком усилителе коэффициент подавления синфазной помехи достигает 2?0 дБ.

2.6. МИКРОСХЕМЫ ДЛЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ ТРАКТОВ АППАРАТУРЫ РАДИОСВЯЗИ И РАДИОВЕЩАНИЯ

Наряду с функционально полными сериями микросхем для РЭА промышленность выпускает ограниченные по составу серии для отдельных трактов или узлов. Это серии К123, К129, К148 К167 К177, К198, К226, К260,

К265, К284, К504.

Серия К123 объединяет три модификации микросхемы К123УН1. Полоса пропускания усилителей НЧ, выполненных на основе этой микросхемы, составляет 0,02 — 100 кГц. На частоте 1 кГц при выходном напряжении 0,5 В микросхемы модификаций А, Б, В имеют соответственно коэффициент усиления 300 — 500 100 — 350 и 30 — 500. При этом коэффициент нелинейных искажений у микросхем К123УН1А и К123УН1Б не более 2 %, а у микросхемы К123УН1В не более 5%. Входное сопротивление 10 кОм, выходное сопротивление 200 Ом. Напряжение питания 6,3 В ±10%, потребляемая мощность не более 100 мВт.

Серия К129 состоит из микросхем, являющихся наборами биполярных транзисторов.

Восемь модификаций бескорпусной микросхемы К129НТ1 представляют собой пары идентичных n-р-n транзисторов и используются в качестве активных элементов в широкополосных балансных схемах, например в дифференциальных или операционных усилителях. По коэффициенту передачи тока транзисторы подразделяются на четыре группы (20 — 80, 40 — 160, 60 — 180 и более 80), а по разности прямых падений напряжения эмиттер — база на две группы. Максимальное напряжение коллектор — база не более 15 В, обратный ток коллектора не более 200 нА. Допустимая рассеиваемая мощность не более 15 мВт.

Шесть модификаций таких же пар транзисторов выпускаются в металлостеклянных корпусах и объединяются в серию К159. Микросхемы этой серии отличаются более высокой допустимой рассеиваемой мощностью (50 мВт).

Серия К148 состоит из двух усилителей мощности НЧ. Усилитель на микросхеме К148УН1 работает в диапазоне 30 — 20000 Гц с коэффициентом усиления напряжения 100 — 200. При выходной мощности 1 Вт коэффициент гармоник не более 2,5%. Напряжение питания ±12 В ±10% или 24 В ±10% при токе потребления не более 25 мА. Пример усилителя НЧ на микросхеме К148УН1 приведен на рис. 2.21.

Усилитель на микросхеме К148УН2 предназначен для работы в диапазоне 100 — 20000 Гц с коэффициентом усиления 10 — 30. При выходной мощности 0,8 Вт коэффициент гармоник не более 2 %. Напряжение питания 9 В ±10% при токе потребления не более 10 мА.

Более мощные усилители входят в состав серий К174, К224.

Серия K167 включает в себя два усилителя НЧ, выполненных на полевых транзисторах (рис. 2.22). Усилитель НЧ на микросхеме К167УН1 обеспечивает коэффициент усиления по напряжению не менее 500

— 1300 при коэффициенте шума 6,5 дБ и коэффициенте гармоник не более 5 %. Входная емкость не более 80 пФ, а выходное сопротивление не более 20 кОм.

Микросхему К167УНЗ используют как предварительный усилитель НЧ с коэффициентом усиления 100 — 150. Входная емкость не более 300 пФ, выходное сопротивление не более 2,5 кОм.

Обе микросхемы работают на частотах до 100 кГц. Напряжение питания — 12 В, ток потребления не более 6 мА.

Серия K177 состоит из дифференциальных усилителей (К177УД1А, К177УД1Б) и двухтактного усилителя К177УП1. Дифференциальный усилитель позволяет получить коэффициент усиления 35 — 80 и коэффициент подавления синфазного сигн-ала не менее 70 дБ. Напряжение смещения нуля менее 15 мВ, максимальное выходное напряжение более 5,5 В. Входное сопротивление не менее 100 кОм (модификация А) или 500 кОм (модификация Б). Ток смещения менее 5 или 2,5 мкА.

Напряжение питания ±6,3 В ±10 % при токе менее 4 мА.

Усилитель напряжения имеет входное сопротивление более 40 кОм, выходное сопротивление 50 Ом и обеспечивает максимальное выходное напряжение не менее 6 В. Напряжение питания 12,6 В ±10 % при токе менее 5 мА.

На микросхемах этой серии можно выполнить операционные усилители с высоким входным и низким выходным сопротивлением.

Серия К.198 обладает широкими функциональными возможностями. Она включает в себя две модификации многофункщюншь-ного усилителя общего назначения К198УТ1, три модификации универсального линейного каскада К198УН1, а также по восемь модификаций различных матриц из трех — пяти n-р-n и р-n-р транзисторов.

Напряжение питания микросхем серии 6,3 В ±10%. Микросхема К198УТ1 на частоте 10 кГц усиливает в 20

— 70 раз, а микросхема К198УН1 не менее чем в 2 раза (модификация В) или 4 раза (модификация А, Б). Серия К226 представляет собой набор из пяти микросхем усилителей НЧ. Все микросхемы выпускают в

трех модификациях (А, Б и В).

Благодаря применению на входе каждой микросхемы полевого транзистора 2П201 усилители НЧ обладают большим входным сопротивлением. Оно превышает 10 МОм на частоте 100 Гц. Входная емкость не более 20 пФ на частоте 100 кГц. Кроме того, все микросхемы характеризуются низким уровнем собственных шумов, малым разбросом и высокой стабильностью коэффициента усиления. Так, например, напряжение шумов, приведенное ко входу в полосе 20 Гц — 20 кГц (при входе, закороченном конденсатором с емкостью 5000 пФ), не превышает 5 мкВ для микросхем модификации А, 12 мкВ — для Б и 18 мкВ — для В.

По коэффициенту усиления совокупность микросхем серии перекрывает диапазон от 9 до 350. Верхняя граничная частота по уровню 3 дБ не менее 100 кГц. Нижняя граничная частота 20 Гц. Выходное сопротивление на частоте 100 Гц не более 100 Ом. Максимальное выходное напряжение при нагрузке 3 кОм у микросхем К226УНЗ и К226УН4 не менее 2,5 В, у остальных не менее 1,5 В. При максимальном выходном напряжении коэффициент гармоник не превышает 5 %.

Параметры цепей питания микросхем серии К226 приведены в табл. 2.6.

При применении микросхем серии К226 для усиления напряжения НЧ можно использовать типовые схемы подключения вчеш-них элементов (рис. 2.23,а, б). При этом следует учитывать, что, регулируя глубину обратной связи с помощью внешних резисторов, можно уменьшать коэффициент усиления напряжения на 20